位姿信息确定方法、装置、电子设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种位姿信息确定方法、装置、电子设备及存储介质方法包括：获取穿刺针的初始固定位姿信息，并确定近邻穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴和初始固定位姿信息，确定初始平面；其中，初始固定位姿信息包括穿刺针与病灶接触点的接触位置信息和穿刺针所属的穿刺针直线以及穿刺针直线在基坐标系下的角度信息；确定初始平面与水平面的初始交线信息，并根据初始交线信息和目标预设直线信息，确定末端旋转部件的初始旋转位姿信息；其中，初始旋转位姿信息为在工具坐标系下确定出的信息；根据初始固定位姿信息和初始旋转位姿信息，确定各旋转部件的目标位姿信息，以提高穿刺的效率和准确率。

【技术实现步骤摘要】
位姿信息确定方法、装置、电子设备及存储介质
本专利技术实施例涉及机械臂控制
，尤其涉及一种位姿信息确定方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
穿刺手术主要通过细针局部穿刺，抽取体腔内积液等。现今常用的穿刺如腹腔穿刺、胸腔穿刺、骨髓穿刺、腰椎穿刺等。穿刺手术的创口较小，易于患者恢复。穿刺设备的机械臂可以由医生进行人为调节，这样，灵活性更高，需要医生在进行穿刺手术前，对穿刺设备的机械臂各个关节进行调整，以使穿刺针处于病灶区域。而且在手术过程中，若是机械臂各个关节遮挡了医生的视线等，还需要医生对机械臂进行调整，避免影响医生的工作，增加了手术的复杂度。也可以由医生确定穿刺针插入体腔的位置，由计算机控制机械臂各个关节的位姿，方便医生的操作，但是，这种情况下，很可能出现机械臂的某关节的运动位姿干扰到医生的工作，进而，影响到手术的效果，严重的情况下，可能影响到患者的生命安全。所以，需要一种穿刺设备的机械臂的位姿信息确定方法，在穿刺手术前，对机械臂进行位姿的调整确定，避免手术过程中干扰到医生的工作，进而影响穿刺手术的效率。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种位姿信息确定方法、装置、电子设备及存储介质，以实现对手术过程中穿刺装置的位姿的确定，从而提高穿刺的效率和准确率。第一方面，本专利技术实施例提供了一种位姿信息确定方法，应用于穿刺设备，所述穿刺设备包括机械臂、基座和穿刺针，所述机械臂的一端设置在基座上，另一端与所述穿刺针相连接；所述机械臂包括至少两个旋转部件，所述方法包括：获取所述穿刺针的初始固定位姿信息，并确定近邻所述穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴和所述初始固定位姿信息，确定初始平面；其中，所述初始固定位姿信息包括所述穿刺针与病灶接触点的接触位置信息和所述穿刺针所属的穿刺针直线以及所述穿刺针直线在基坐标系下的角度信息；确定所述初始平面与水平面的初始交线信息，并根据所述初始交线信息和目标预设直线信息，确定所述末端旋转部件的初始旋转位姿信息；其中，所述初始旋转位姿信息为在所述工具坐标系下确定出的信息；根据所述初始固定位姿信息和所述初始旋转位姿信息，确定各旋转部件的目标位姿信息。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种位姿信息确定装置，配置于穿刺设备，所述穿刺设备包括机械臂、基座和穿刺针，所述机械臂的一端设置在基座上，另一端与所述穿刺针相连接；所述机械臂包括至少两个旋转部件，所述装置包括：初始平面确定模块，用于获取所述穿刺针的初始固定位姿信息，并确定近邻所述穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴和所述初始固定位姿信息，确定初始平面；其中，所述初始固定位姿信息包括所述穿刺针与病灶接触点的接触位置信息和所述穿刺针所属的穿刺针直线以及所述穿刺针直线在基坐标系下的角度信息；初始旋转位姿信息确定模块，用于确定所述初始平面与水平面的初始交线信息，并根据所述初始交线信息和目标预设直线信息，确定所述末端旋转部件的初始旋转位姿信息；其中，所述初始旋转位姿信息为在所述工具坐标系下确定出的信息；目标位姿信息确定模块，用于根据所述初始固定位姿信息和所述初始旋转位姿信息，确定各旋转部件的目标位姿信息。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如本专利技术实施例任一所述的位姿信息确定的方法。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如本专利技术实施例任一所述的位姿信息确定的方法。本专利技术实施例的技术方案，通过获取穿刺针的初始固定位姿信息，确定近邻穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴和初始固定位姿信息，确定初始平面，并且确定初始平面与水平面的初始交线信息，根据初始交线信息与目标预设直线信息确定末端旋转部件的初始旋转位姿信息。根据初始固定位姿信息和初始旋转位姿信息确定各个旋转部件的目标位姿信息。通过本专利技术实施例的技术方案，实现了对穿刺设备的机械臂中各个旋转部件的旋转位姿的控制，提高了各个旋转部件的旋转位姿确定的准确性，从而提高了穿刺的准确率和效率。附图说明为了更加清楚地说明本专利技术示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本专利技术所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。图1为本专利技术实施例一种的一种穿刺设备的结构示意图；图2为本专利技术实施例一中的一种位姿信息确定方法的流程示意图；图3为本专利技术实施例二中的一种位姿信息确定方法的流程示意图；图4为本专利技术实施例三中的一种末端旋转部件旋转过程的示意图；图5为本专利技术实施例三中的一种末端旋转部件旋转的流程示意图；图6为本专利技术实施例四中的一种位姿信息确定装置的结构示意图；图7为本专利技术实施例五中的一种电子设备的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。实施例一图2为本专利技术实施例所提供的一种位姿信息确定方法的流程示意图，本实施例可应用于穿刺设备，对穿刺设备的机械臂中各旋转部件进行旋转的情况，该方法可以由位姿信息确定装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的形式实现。需要说明的是，在阐述本专利技术实施例的技术方案之前，先对本专利技术实施例所配置的穿刺设备进行简单介绍：本专利技术实施例的位姿信息确定方法应用在穿刺设备上，穿刺设备是指微创手术中对肾脏、肝脏、肺部、使用的设备。所述穿刺设备包括机械臂120、基座110和穿刺针130，所述机械臂120的一端设置在基座110上，另一端(末端旋转部件140)与所述穿刺针130相连接；所述机械臂包括至少两个旋转部件。本专利技术实施例采用六个旋转部件的机械臂，参见图1。如图2所述，本专利技术实施例的位姿信息确定方法具体包括如下步骤：S101、获取所述穿刺针的初始固定位姿信息，并确定近邻所述穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴和所述初始固定位姿信息，确定初始平面。其中，本专利技术实施例的位姿信息确定方法应用于对穿刺设备的机械臂140的旋转位姿的控制，可以对机械臂140的每个旋转部件的位姿信息进行确定，避免在手术过程中，机械臂140的在空间中的位姿状态干扰到医生对病灶的处理，从而影响穿刺的效率和准确率。初始固定位姿信息是指穿刺针130的位姿信息，包括位置信息和姿态信息，具体包括所述穿刺针130与病灶接触点的接触位置信息和所述穿刺针130所属的穿刺针直线以及所述穿刺针直线在基坐标系下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种位姿信息确定方法，其特征在于，应用于穿刺设备，所述穿刺设备包括机械臂、基座和穿刺针，所述机械臂的一端设置在基座上，另一端与所述穿刺针相连接；所述机械臂包括至少两个旋转部件，所述方法包括：/n获取所述穿刺针的初始固定位姿信息，并确定近邻所述穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴和所述初始固定位姿信息，确定初始平面；其中，所述初始固定位姿信息包括所述穿刺针与病灶接触点的接触位置信息和所述穿刺针所属的穿刺针直线以及所述穿刺针直线在基坐标系下的角度信息；/n确定所述初始平面与水平面的初始交线信息，并根据所述初始交线信息和目标预设直线信息，确定所述末端旋转部件的初始旋转位姿信息；其中，所述初始旋转位姿信息为在所述工具坐标系下确定出的信息；/n根据所述初始固定位姿信息和所述初始旋转位姿信息，确定各旋转部件的目标位姿信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种位姿信息确定方法，其特征在于，应用于穿刺设备，所述穿刺设备包括机械臂、基座和穿刺针，所述机械臂的一端设置在基座上，另一端与所述穿刺针相连接；所述机械臂包括至少两个旋转部件，所述方法包括：
获取所述穿刺针的初始固定位姿信息，并确定近邻所述穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴和所述初始固定位姿信息，确定初始平面；其中，所述初始固定位姿信息包括所述穿刺针与病灶接触点的接触位置信息和所述穿刺针所属的穿刺针直线以及所述穿刺针直线在基坐标系下的角度信息；
确定所述初始平面与水平面的初始交线信息，并根据所述初始交线信息和目标预设直线信息，确定所述末端旋转部件的初始旋转位姿信息；其中，所述初始旋转位姿信息为在所述工具坐标系下确定出的信息；
根据所述初始固定位姿信息和所述初始旋转位姿信息，确定各旋转部件的目标位姿信息。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定近邻所述穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴和所述初始固定位姿信息，确定初始平面，包括：
确定近邻所述穿刺针的末端旋转部件的垂直于末端旋转部件底面的中心轴，以及所述穿刺针所属的穿刺针直线；
基于所述中心轴与所述穿刺针直线，确定所述初始平面。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始交线信息和目标预设直线信息，确定所述末端旋转部件的初始旋转位姿信息，包括：
当所述初始交线信息与所述目标预设直线信息的夹角角度达到预设角度时，确定所述末端旋转部件的初始旋转位姿信息。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
确定所述目标预设直线；
所述确定所述目标预设直线，包括：
获取预先基于所述基座的中心点建立的基坐标系下，并将所述基坐标系中与水平面平行的坐标轴作为所述预设直线；
根据诊断用户的当前位置信息和就诊用户的病灶部位的位置信息，确定目标预设直线。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始固定位姿信息和所述初始旋转位姿信息，确定各旋转部件的目标位姿信息，包括：
以所述穿刺针直线为旋转轴，对所述末端旋转部件进行旋转；
当所述末端旋转部件旋转的旋转角度达到预设旋转角度时，确定所述机械臂的当前待选择机械臂位姿信息；重复执行旋转所述末端旋转部件以及记录所述机械臂位姿信息，得到多个待选择机械臂位姿信息；其中，待选择机械臂位姿信息中包括各旋转部件的待选择位姿信息，所述末端旋转部件旋转时带动所述机器臂上各旋转部件旋转；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏，沙洪，
申请(专利权)人：中国医学科学院生物医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12